中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　GB/T 3214-91
　　　　　　　　水泵流量的測定方法　　　　代替　GB 3214-82
Methods for measurement of capacity of pump　　　　

1　主題內(nèi)容與適用范圍
　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水泵流量測量方法。
　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵等水泵流量的測定。其他泵也可參照使用。

2　引用標(biāo)準(zhǔn)
　　GB2624　　流量流量　節(jié)流裝置　第一部分：節(jié)流件為角接取壓、法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)孔板和角接取壓的標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。
　　GB3216　　離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗(yàn)方法
　　JJG198　　渦輪流量變送器檢定規(guī)程

3　量的名稱、符號、定義及單位
　　本標(biāo)準(zhǔn)采用的量的名稱、符號、定義及單位見表1～表3。
　　　　　　　　　　　　　　　　　表1　量的名稱、符號及單位

　　　　　　　　　　　　　　表2　量的名稱、符號、定義及單位

量的符號	量的名稱	定義（或公式）	單　　位
			名　稱	符　號
q	質(zhì)量流量	單位時間內(nèi)通過液體的質(zhì)量	千克每秒	kg/s
Q	體積流量	單位時間內(nèi)通過液體的體積	立方米每秒	m3/s
P	流體密度	單位體積的質(zhì)量	千克每立方米	kg/m3
ΔP	差壓	兩個壓力值的差值	帕斯卡	Pa
a	流量系數(shù)
Ad	節(jié)流件開孔面積	Ad=π/4·d2	平方米	m2
β	工作狀態(tài)下節(jié)流件的直徑比	β=d/D
µ	（動力）粘度	由下式定義：L=µ·µ0/h µ0——平板在其自身的平面內(nèi)作平行于某一固定平壁運(yùn)動時的速度 h——平板至固定平壁的距離。但此距離應(yīng)足夠小，使平板與固定平壁間的流體的流動是層流 L——平板運(yùn)動過程中作用在平板單位面積上的流體摩擦力	帕斯卡秒	Pa·s
v	運(yùn)動粘度	v=µ/p	二次方米每秒	m2/s
Re	雷諾數(shù)	Re=u·D/v

　　　　　　　　　　　　　　　表3　符號與右下角碼意義

4　標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴
4.1　標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴
　　使用孔板和噴嘴測定流量時，應(yīng)采用符合GB2624規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)孔板和標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。
4.1.1　測量管的內(nèi)表面應(yīng)清潔，沒有坑凹和沉積物，至少在節(jié)流件上游10D和下游4D的長度范圍內(nèi)不能結(jié)垢。
4.1.2　測量流體溫度超出常溫范圍時，測量管段和法蘭至少應(yīng)在所要求的整個直管段上保溫。
4.1.3　從節(jié)流件算起2D以外，節(jié)流件與第一個上游阻力件或擾流件之間的管道可以由一個管段也可以由幾個管段組成。
　　只要任何兩個管段之間的錯位y不超過0.3%D，流量系數(shù)就沒有附加的不確定度。
　　如果任何兩個管段之間的錯位y超過0.3%D，但滿足(1)式或(2)式關(guān)系則對流量系數(shù)的不確定度應(yīng)算術(shù)相加±0.2%的附加不確定度；若錯位大于(1)式或(2)式給出的極限值，即為安裝不符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　　Y/D≤0.002·j/D+0.4／0.1+2.3β⁴　　　　　　　　　(1)
　　　Y/D≤0.05　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
　　下游直管段的管徑至少在沿節(jié)流件上游端面2D的長度上，與上游直管段的平均直徑的差應(yīng)在±3%之內(nèi)。
4.1.4　管道應(yīng)設(shè)置排氣孔，但在進(jìn)行流量測量的過程中，不應(yīng)有流體流經(jīng)這些排氣孔。排氣孔不得設(shè)置在節(jié)流件附近，如果不得不設(shè)置在節(jié)流件附近時，則這些排氣孔的直徑應(yīng)小于0.08D，而且它們的位置距節(jié)流件同一側(cè)的取壓孔的直線距離應(yīng)大于0.5D。
4.1.5　節(jié)流件和取壓環(huán)室外的安裝位置應(yīng)滿足下列要求：
　　a.節(jié)流件應(yīng)與管道中心線垂直，其偏差應(yīng)在±1.0°范圍內(nèi)。
　　b.節(jié)流件應(yīng)與管道同心。如果采用取壓環(huán)，則應(yīng)與取壓環(huán)同心。開孔的中心線與上游和下游的管中心線之間的距離e_x應(yīng)滿足(3)式關(guān)系：
　　　　e_x≤0.0005D/0.1+2.3β⁴　　　　　　　　　(3)
　　若e_x為(4)式關(guān)系時，則應(yīng)對流量系數(shù)a的不確定度算術(shù)相加±0.3%的附加不確定度，若e_x為(5)式關(guān)系時，即為超出本標(biāo)準(zhǔn)：
　　　　0.0005D/0.1+2.3β⁴<e_x≤0.005D/0.1+2.3β⁴　　　　(4)
　　　　e_x>0.005D/0.1+2.3β⁴　　　　　　　　　　(5)
　　c.當(dāng)采用取壓環(huán)時，應(yīng)使取壓環(huán)不突入管內(nèi)。
4.1.6　夾緊方法和墊圈應(yīng)滿足下列要求：
　　a.節(jié)流件安裝在適當(dāng)?shù)奈恢煤?，?yīng)保持不動。當(dāng)節(jié)流件固定在法蘭之間時，應(yīng)能自由熱膨脹以避免皺曲和變形；
　　b.使用墊圈時，墊圈應(yīng)沒有任何一點(diǎn)突入管內(nèi)。當(dāng)使用角接取壓時，也不得擋住取壓孔或取壓槽。墊圈應(yīng)盡可能薄，在任何情況下不得大于0.03D；
　　c.如在節(jié)流件和取壓環(huán)之間使用墊圈時，墊圈不得突入環(huán)室內(nèi)。
4.1.7　標(biāo)準(zhǔn)孔板流量系數(shù)的不確定度：假定β、D、Re和k/D為已知而且沒有誤差，則a值的相對不確定度見表4。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4

　　標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量系數(shù)的不確定度：假定β、D、Re和k/D為已知而且沒有誤差，則a值的相對不確定度：
　　當(dāng)β≤0.6時，為0.8%；
　　當(dāng)β>0.6時，為(2β-0.4)%。
4.1.8　管道條件和安裝要求均應(yīng)符合GB 2624第4章的規(guī)定。
　　流量的調(diào)節(jié)，建議用設(shè)置在節(jié)流件下游側(cè)的閥門來進(jìn)行。當(dāng)需要用節(jié)流件上游側(cè)閥門來調(diào)節(jié)流量時，可采用整流器。
4.1.8.1　整流器安裝在節(jié)流件與上游側(cè)調(diào)節(jié)閥門之間的直管段上。閥門與整流器進(jìn)口之間的直管段長度至少應(yīng)等于20D，整流器出口和節(jié)流件之間的長度至少應(yīng)等于22D。而且只有當(dāng)整流器的阻流小管周圍有最小的間隙，使之沒有能妨礙正確作用的旁通流時，整流器才是充分有效的。使用符合上述安裝條件的整流器，不必加任何附加的不確定度。
4.1.8.2　整流器的標(biāo)準(zhǔn)形式分A、B、C三種，如圖1所示。這類整流器都會造成壓力損失，對A型整流器近似為5(1/2·pu²)；B型近似為15(1/2·pu²)；C型近似為5(1/2·pu²)。
　　A型，ZanKer式整流器。是由有規(guī)定尺寸圓孔的穿孔薄板及其后面由很多平板交叉形成的槽道（每一個孔有一個槽）所組成。圖1中給出了主要尺寸，各種板應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，但不應(yīng)有不必要的厚度。
　　B型，Sprenkle式整流器。是由三塊穿孔金屬板串連而成，相鄰的兩板之間的間距為一倍管徑。最好在孔的上游面有倒角，而且每塊板上開孔的總面積應(yīng)該大于管橫截面積的40%。板的厚度與孔徑的比至少是1.0，孔的直徑應(yīng)小于管徑的1/20。三塊板應(yīng)當(dāng)用棒或螺栓連在一起，棒或螺栓應(yīng)環(huán)境管的內(nèi)圓周分析，而且盡可能象孔直徑那樣小，并且有所需的強(qiáng)度。
　　C型，管束式整流器。是由很多固定在一起并且剛性地固定在管內(nèi)的平行的管子所組成。重要的是要保證各個管子彼此平行，因而也與管軸平行。如這一要求不能滿足，則整流器本身可能會對流動引起干擾。至少要有19根管子，其長度應(yīng)大于或等于20d，管子應(yīng)連接在一起，并且使管束和管道相切。
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　A型，ZanKer式整流器
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　B型，Sprenkle式整流器
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　C型，管束式整流器
　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　整流器
注：為減少壓力損失，孔的入口可做成45°的斜面。
4.1.9　流量測量的不確定度的估算方法按本標(biāo)準(zhǔn)4.3條的規(guī)定進(jìn)行。
4.2　標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴
　　標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴包括由兩個圓弧曲面構(gòu)成的入口噴嘴部分、圓筒形喉部及錐形擴(kuò)散管三部分組成，如圖2所示。
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　圖2　帶短式或長式擴(kuò)散管的標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴
　　用于不同管徑的標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴，其結(jié)構(gòu)形式是幾何相似的。
4.2.1　標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴的入口噴嘴部分的尺寸和技術(shù)要求應(yīng)符合GB2624標(biāo)準(zhǔn)中3.3.2條有關(guān)規(guī)定。
4.2.2　取壓鉆孔中心至錐形擴(kuò)散管始端的圓筒形部分e'的長度為0.40～0.45d，這部分圓筒形和入口噴嘴的圓筒形喉部合起來決定了直徑為d的圓筒形喉部的總長。這部分內(nèi)表面加工要求應(yīng)符合GB2624標(biāo)準(zhǔn)中3.3.2條的規(guī)定。
4.2.3　錐形擴(kuò)散管直接與圓筒形喉部連接，無需圓弧過渡，其擴(kuò)散角φ最大可至30°。擴(kuò)散管的長度實(shí)際上對流量系數(shù)沒有影響，然而與擴(kuò)散角聯(lián)系在一起對剩余壓力損失有影響。
4.2.4　取壓方式僅采用角接取壓法，其取壓裝置的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求按GB2624標(biāo)準(zhǔn)中2.4條的規(guī)定。
4.2.5　當(dāng)管徑D為0.065～0.500m、直徑比β為0.32～0.77及雷諾數(shù)Re為1.5×10⁵～2×10⁶時，在光滑管道中的標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴的光管流量系數(shù)a列于表5，表中列出β⁴的數(shù)值與流量系數(shù)a的關(guān)系。
　　　　　　　　　　　　　　　　　表5　流量系數(shù)a值

4.2.6　在流通部分的外表面上應(yīng)刻有表示標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴安裝方向的符號(+、-)、制造編號、安裝方向、管道內(nèi)徑D的設(shè)計尺寸值和圓筒形喉部直徑d的實(shí)際尺寸值。
4.2.7　管道條件和安裝要求應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)4.1.8條的規(guī)定。
4.2.8　檢驗(yàn)方法按GB 2624標(biāo)準(zhǔn)第5章的規(guī)定進(jìn)行。
4.2.9　標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴流量系數(shù)的不確定度，當(dāng)適用范圍在4.2.5條的限值內(nèi)時，假定β為已知而且沒有誤差，則流量系數(shù)a值的相對不確定度由式(6)計算：
　　　　δa/a=±(1.2+1.5β⁴)%　　　　　　　　(6)
4.3　流量測量的不確定度的估算
4.3.1　不確定度的定義
　　用標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴測量流量時的不確定度是估計實(shí)測值的95%落在真值的這一數(shù)值范圍之內(nèi)，即置信概率為95%。
　　流量測量的不確定度可用絕對項(xiàng)或相對項(xiàng)表示：
　　a.對體積流量
　　　　　流量=Q±δ_Q或　流量=Q(1±e)；
　　b.對質(zhì)量流量
　　　　　流量=q±δq或　流量=q(1±e)。
　　式中不確定度δ_Q、δq應(yīng)與Q、q的量綱相同，當(dāng)e=δ_Q/Q或e=δq/q時，則e為無量綱。
　　這樣定義的流量不確定度等于統(tǒng)計學(xué)術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)偏差的兩倍。標(biāo)準(zhǔn)偏差是由計算流量時所用的有關(guān)各量的不確定度合成得到的（假定這些不確定度是比較小的，許多彼此無關(guān)的量）。雖然對于一個單獨(dú)的測量裝置和一次測量所用的系數(shù)而言，這些不確定度中的某幾個實(shí)際上可能是系統(tǒng)誤差的結(jié)果（其中只有它們的最大絕對值的估計值是已知的），但是，如果把它們看作是符合拉普拉斯—高斯正態(tài)分布的偶然誤差，也允許把它們合成。
4.3.2　不確定度的實(shí)用計算法
　　流量的不確定度的實(shí)際計算公式如下：
　　δ_Q/Q=±[(δa/a)²+4(β⁴/a)²(δ_D/D)²+4(1+β⁴/a)²(δ_d/d)²+1/4·(δ_ΔP/ΔP)²+1/4·(δ_P1/P₁)²]^½　　　(7)
式中：δa/a——流量系數(shù)的不確定度，在本標(biāo)準(zhǔn)中4.1.7條和4.2.9條給出；
　　　δ_D/D——管道內(nèi)徑的不確定度，由GB2624標(biāo)準(zhǔn)中4.3.2.1條所給的規(guī)定得出的最大值；
　　　δ_d/d——節(jié)流件開孔直徑不確定度，由GB2624標(biāo)準(zhǔn)中2.2.2.7條和3.3.2.5條所給的規(guī)定得出的最大值；
　　　δ_ΔP/ΔP——差壓的不確定度，根據(jù)測量方法而定；
　　　δ_P1/P₁——密度的不確定度，根據(jù)測量方法而定。
4.4　差壓的測定
　　標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴的差壓ΔP，可用差壓計來測量。ΔP的測量不確定度(δ_ΔP/ΔP)根據(jù)采用的差壓計來確定，若采用液柱差壓計應(yīng)做到：
　　a.液柱差壓計的玻璃管內(nèi)徑為6～12mm；
　　b.壓力導(dǎo)管內(nèi)和液柱差壓計內(nèi)的空氣必須完全排出；
　　c.壓力導(dǎo)管一般可用內(nèi)徑6～12mm的連接管，連接管可根據(jù)不同系統(tǒng)壓力選用不銹鋼管、紫銅管、膠管、透明塑料管等；
　　d.液柱差壓計的差壓ΔP測量的不確定度應(yīng)在±1.0%以內(nèi)。
4.5　標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴的標(biāo)定
　　凡符合GB2624和本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制造的標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴泉嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴，應(yīng)定期進(jìn)行尺寸檢查或在具有高一級不確定度裝置上進(jìn)行標(biāo)定（一般規(guī)定為一年）。

5　水堰
5.1　水堰的結(jié)構(gòu)
　　水堰由堰板和堰槽構(gòu)成。
5.1.1　堰板的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示（圖4為裝配式結(jié)構(gòu)）。
5.1.1.1　堰口與內(nèi)側(cè)面成直角，唇厚為2mm。向外側(cè)倒45°傾斜面，毛刺應(yīng)清除干凈。
　　　　　　　
　　　　　　　　　圖3　堰板截面圖　　　　　　　　　圖4　裝配式堰板截面圖
5.1.1.2　堰口棱緣要修整成銳棱，不得呈圓形。堰板內(nèi)側(cè)面要平滑，特別是從上端至100mm的區(qū)域。
5.1.1.3　堰板應(yīng)采用不銹和耐腐蝕的材料。
5.1.1.4　堰板安裝時必須鉛直。堰口應(yīng)位于堰槽寬度的中央，與堰槽兩側(cè)壁成直角。
5.1.1.5　各種水堰的堰口如圖5所示。直角三角堰的直角等分線應(yīng)當(dāng)鉛直，直角允差為±5'。全寬堰和矩形堰的堰口下緣應(yīng)保證水平，堰口的直角允差為±5'，堰口寬度允差為±0.001b。
　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖5　水堰的堰口
5.1.2　堰槽由導(dǎo)入部分、整流裝置部分及整流部分構(gòu)成。
5.1.2.1　堰槽（包括支承板）要堅固不易變形，可用鋼板或者混凝土制成。
5.1.2.2　在堰槽上游應(yīng)設(shè)置整流裝置（4～5道整流柵板），以減少水面的波動，推薦的柵孔尺寸如圖6所示。整流部分的寬度等于導(dǎo)入部分的寬度。
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖6　柵孔尺寸
5.1.2.3　堰槽的底面和兩側(cè)面應(yīng)平坦，側(cè)面和底面應(yīng)垂直。
5.1.2.4　全寬堰槽的兩側(cè)面應(yīng)向外延長，如圖5所示。延長壁應(yīng)和兩側(cè)面一樣平坦，與堰口邊緣垂直，直角允差±5'。延長壁上應(yīng)設(shè)置通氣孔，通氣孔應(yīng)靠近堰口并在水頭的下面，以保證測量時水頭內(nèi)側(cè)空氣暢通，通氣孔的面積。
　　A≥Bh_max/140　　　　　　　　　(8)
式中：h_max——最大堰水頭，即水流的最高水面至堰口底點(diǎn)（直角三角堰）或堰口下邊緣（矩形堰、全寬堰）的垂直距離，m。
5.1.2.5　導(dǎo)入部分的容量應(yīng)可能大此，這部分的寬度和深度不應(yīng)小于整流裝置下游的寬度和深度，導(dǎo)水管應(yīng)埋沒在水中。
5.1.2.6　堰槽的長度如圖7所示，尺寸列于表6。
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖7　堰槽長度
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表6　堰槽長度尺寸　　　　　　　　　　　　　m

5.2　堰的水頭測定裝置
5.2.1　水頭的測定裝置如圖8所示，在堰槽側(cè)壁上設(shè)有小孔與另一小水桶相通，在桶內(nèi)測量水位。桶和堰的連接管長應(yīng)適應(yīng)，以保證測量方便準(zhǔn)確，管徑10～30mm。
　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖8　測定裝置
5.2.2　小孔的位置距堰口(4～5)h_max，距堰口的下邊緣及堰槽底面的尺寸不得小于50mm，小孔不應(yīng)有毛刺，小孔的軸心線應(yīng)和堰槽壁垂直。
5.3　堰的水頭測定方法
5.3.1　應(yīng)當(dāng)在越過堰口流下來的水流與堰板不附著的情況下進(jìn)行測量。
5.3.2　水堰的堰口至堰口外水池水面的高度不得少于100mm。
5.3.3　可以采用鉤針?biāo)挥嫽蚋⊥菜挥嫞ㄈ鐖D9所示）來測量水位，但水位不穩(wěn)定時不能使用鉤針?biāo)粫r，應(yīng)將針先沉入水內(nèi)再提上對準(zhǔn)水平面，以消除表面張力的影響。除上述水位計外，也可采用水位測量精度不低于這兩種水位計的其他水位計。
　　　　　　　
　　　　　　　　　　(a)鉤針?biāo)挥嫛　　　　　　　　　?b)浮筒水位計
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖9　水位計
5.3.4　水頭測量的水位計零點(diǎn)的確定，其誤差應(yīng)在0.2mm以內(nèi)。
5.3.4.1　矩形堰、全寬堰的確定方法（如圖10所示）：
　　a.先將臨時測量用的特制的帶鉤針的水位測量儀卡固在堰口上，并用水平儀找平，讀出圖中“G”數(shù)值；
　　b.將水放入堰槽中，并使水面低于堰口；
　　c.再將特制的帶鉤針的水位測量儀的鉤針下降并浸入水中，然后將鉤針慢慢提起使針尖和水面一平，如圖10(b)所示，并讀出圖中“F”數(shù)值，讀數(shù)G、F數(shù)值之差(“G-F”)即是堰口至堰槽中水面之間的距離；
　　d.將預(yù)先安裝在至堰口(4～5)h_max的測量截面處或小水桶內(nèi)的永久性的測量水頭的水位計的鉤針下降，使針尖和水面一平，并讀出刻度數(shù)值。該讀數(shù)值減去“G-F”數(shù)值，得到的數(shù)值即是測量水頭的永久性水位計的零點(diǎn)數(shù)值。
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　　　　(b)
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(c)　
　　　　　　　　　　　　　圖10　測量水頭的水位計的零點(diǎn)確定示意圖
5.3.4.2　直角三角堰的確定方法
　　a.在堰口上放置和堰槽長軸平行的特制的直徑D的圓棒，如圖11所示，并用水平儀找平；
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖11
　　b.將臨時測量用的特制的帶鉤針的水位測量儀放置在圓棒上面，鉤針針尖和圓棒軸線切面的底線相接觸，然后按照矩形堰、全寬堰測量方法中的b、c、d進(jìn)行。把永久性的水位計的讀數(shù)值減去“G-F”的數(shù)值，再減去0.2071D值，得到的數(shù)值即是永久性水位計的零點(diǎn)值。
5.4　水堰測量流量的計算公式
5.4.1　直角三角堰如圖12所示。
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖12　直角三角堰
　　流量的計算公式為：
　　　　　　　　　　　　　　　(9)
式中：a——流量系數(shù)，可查表7，其不確定度δ_a/a=±1.0%；
　　　h_e——有效堰水頭，m；
　　　　　h_e=h+K_h　　　　　　　　　　(10)
式中：h——測量堰水頭，m；
　　　K_h——補(bǔ)償粘度和表張力影響的修正值，對直角三角堰K_h=0.00085m。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表7　流量系數(shù)a

注：(1)可用內(nèi)插法計算表中的中間數(shù)值；
　　(2)E——堰口高度，即堰口底點(diǎn)至堰槽底面的高度，m。
　　適用范圍：
　　a.h/E≤0.4；
　　b.h/B≤0.2；
　　c.h=0.05～0.38m；
　　d.E≥0.45m；
　　e.B≥1.0m。
5.4.2　矩形堰和全寬堰(b/B=1)如圖13所示。
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　圖13　矩形堰、全寬堰(b/B=1)
　　流量的計算公式為：
　　　　　　　　　　　　　(11)
式中：a——流量系數(shù)，用下列公式計算：
　　　　　　b/B=1（全寬堰），a=0.602+0.75h/E；
　　　　　　b/B=0.9（矩形堰），a=0.598+0.064h/E；
　　　　　　b/B=0.8（矩形堰），a=0.596+0.045h/E；
　　　　　　b/B=0.7（矩形堰），a=0.594+0.030h/E；
　　　　　　b/B=0.6（矩形堰），a=0.593+0.018h/E；
　　　　　　b/B=0.5（矩形堰），a=0.592+0.010h/E；
　　　　　　b/B=0.4（矩形堰），a=0.591+0.0058h/E；
　　　　　　b/B=0.2（矩形堰），a=0.589-0.0018h/E；
　　　　　　a的不確定度δ_a/a=±1.5%；
　　　h_e——有效堰水頭，m；
　　　　　　　h_e=h+K_h　　　　　　　　　　(12)
式中：h——測量堰水頭，m；
　　　K_h——補(bǔ)償粘度和表面張力的影響的修正值，對矩形堰、全寬堰K_h=0.001m；
　　　h_e——堰口有效寬度，m；
　　　　　　　b_e=b+K_b　　　　　　　　　　(13)
式中：b——測量堰口寬度，m；
　　　K_b——補(bǔ)償粘度和表面張力的影響的修正值，從表8中查得。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表8　堰口寬度修正值　　　　　　　　　　　　mm

注：用內(nèi)插法計算表中的中間數(shù)值。
　　適用范圍：
　　a.h/E≤2.5；
　　b.h≥0.03m；
　　c.b≥0.15m（矩形堰）；
　　d.E≥0.10m；
　　e.B-b/2≥0.10m（矩形堰）。
5.5　水堰流量測量不確定度的估算
5.5.1　直角三角堰：
　　　　δ_Q/Q=±［（δ_a/a）²+(δ_tg·φ/2/tg·φ/2)²+2.5²(δ_he/h)²］^½(14)
式中：δ_a——流量系數(shù)的不確定度，δ_a/a=±1.0%；
　　　δ_tgφ/2——堰口開口角引起的不確定度；
　　　　δ_tg·φ/2／tg·φ/2=±100[(φ_ht/h_t)²+(φ_bt/b_t)²］^½％　　　　　　(15)
式中：h_t——三角堰底點(diǎn)到上口的高度；
　　　b_t——三角堰上口的寬度；
　　　φ_ht——三角堰底點(diǎn)至上口的高度測量不確定度；
　　　φ_bt——三角堰上口寬度測量的不確定度；
　　　φ_he——堰水頭測量的不確定度；
　　　　　δ_he=±［φ_h²₊δ_ho²₊δ_kh²₊(2s_h)²_］^½　　　　　　　　　(16)
　　　　　δ_he/h=±100[φ_h²₊δ_ho²₊δ_kh²₊(2s_h)²_］^½／h％　　　　　(17)
式中：δ_h——堰水頭實(shí)測不確定度；
　　　δ_ho——零點(diǎn)實(shí)測不確定度；
　　　δ_kh——補(bǔ)償粘度和表面張力影響的水頭測量修正值的不確定度；
　　　s_h——堰水頭n次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
　　一般情況下，直角三角堰的流量測量不確定度δ_Q/Q=±(1～2）%左右。
5.5.2　矩形堰、全寬堰：
　　　　δ_Q/Q=±［（δ_a/a）²+(δ_be/b)²+1.5²(δ_he/h)²］^½(18)
式中：δ_a——流量系數(shù)的不確定度，δ_a/a=1.5%；
　　　δ_be——堰口寬度測量不確定度；
　　　　δ_be=±［φ_b²₊δ_kb²_］^½　　　　　　　(19)
　　　　δ_be/b=±100［φ_b²₊δ_kb²_］^½／b％　　(20)
式中：δ_b——堰口寬度實(shí)測不確定度；
　　　δ_kb——補(bǔ)償粘度和表面張力影響的堰口寬度測量修正值的不確定度；
　　　δ_he——堰水頭測量的不確定度；
　　　δ_he=±［φ_h²₊δ_ho²₊δ_kh²₊(2s_h)²_］^½　　　　　　　　(21)
　　　δ_he/h=±100[φ_h²₊δ_ho²₊δ_kh²₊(2s_h)²_］^½／h％　　　　(22)
　　一般情況下，矩形堰和全寬堰流量測量不確定度δ_Q/Q=±(1～4）%左右。

6　容器
　　用容器可以測定一段時間內(nèi)的平均流量。方法是：在一定時間內(nèi)，由一個容器（量筒）收集排出液體，然后用稱重法或容積法計算液體容量被時間除。
6.1　儀器及裝置
6.1.1　稱重法：用容器、秤（或天平）、切換器、計時器等測量。容器應(yīng)有足夠在的容積，測定時液體不應(yīng)溢出容器外面。秤的最大容量不得超過被測液體質(zhì)量的5倍，秤的測量不確定度應(yīng)在±0.03%之內(nèi)。
6.1.2　容積法：用量筒、切換器、計時器等測量。量筒應(yīng)有足夠大容積，在測定時液體不應(yīng)溢出量筒外面。確定量筒高度時，應(yīng)使量筒內(nèi)有500mm以上的水位，橫截面應(yīng)上下一致，充滿液體以后，不應(yīng)發(fā)生變形。量筒的測量不確定度應(yīng)在±0.3%之內(nèi)。
　　如果使注入液體交替進(jìn)入和排出量筒，量筒應(yīng)能接通和脫開，借此來控制注入液體；如果量筒是連接在管道中間的，則借關(guān)閉和打開量筒的出口來控制流出液體。
6.2　測定方法
6.2.1　向容器（或量筒）內(nèi)注入液體的動作和注完撤離的動作應(yīng)盡量快，兩次切換時間之差不是超過0.02s。
6.2.2　向容器（或量筒）內(nèi)注入液體的時間應(yīng)在30s以上，計時可采用時間計量儀器（如秒表、數(shù)字頻率計等）。5～10次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差s_t=0.35%。
6.2.3　測定時應(yīng)記下液體的溫度。
6.2.4　注入容器（或量筒）的液體含有氣泡時，待消失后再進(jìn)行測定。測定氣泡不易消失的液體最好用稱重法。
6.3　流量的計算公式
6.3.1　用稱重法測定時：
　　　　　　　　　　Q=m/Pt　　　　　(23)
式中：m——在t秒內(nèi)注入容器內(nèi)的液體質(zhì)量，kg；
　　　t——注入液體所需的時間，s。
6.3.2　用容積法測定時：
　　　　　　　　　　Q=V/t　　　　　　(24)
式中：V——在t秒內(nèi)注入量筒內(nèi)的流體的體積，m³。
6.4　流量測量的不確定度的估算
6.4.1　稱重法
　　　　δ_Q/Q=±［（δ_m/m）²+(δ_p/P)²+(δ_t/t)²］^½　　(25)
式中：δ_m——質(zhì)量測量的不確定度；
　　　δ_p——密度測量的不確定度；
　　　δ_t——時間測量的不確定度；
　　　　δ_t=±［φ_te²₊δ_tp²₊(2s_t)²_］^½　　　(26)
　　　　δ_t/t=±100[φ_te²₊δ_tp²₊(2s_t)²_］^½／t％　　(27)
式中：δ_te——切換時間的不確定度；
　　　δ_tp——計時器的不確定度；
　　　s_t——計時的n次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
6.4.2　容積法
　　　　δ_Q/Q=±［（δ_v/v）²+(δ_t/t)²］^½　　(28)
式中：δ_v——容積測量的不確定度。

7　渦輪流量計
　　渦輪流量計由渦輪流量傳感器（以下簡稱傳感器）與前置放大器顯示儀表組成，用來測量液體在一定時間內(nèi)的平均流量。
7.1　管道的安裝
　　管道的安裝見附錄A（補(bǔ)充件）。
7.2　顯示儀表的連接
7.2.1　傳感器按附錄A的要求安裝在被測介質(zhì)的流通管道上。根據(jù)具體使用要求所選用的顯示儀表可裝在傳感器附近，亦可裝在儀表控制室內(nèi)。
7.2.2　傳感器與顯示儀表這間的連接傳輸電纜應(yīng)采用屏蔽線，并有外包覆塑料或耐油橡膠絕緣層。
7.2.3　傳輸電纜的屏蔽要僅在一點(diǎn)接地，推薦在顯示儀表端屏蔽接地。
7.2.4　傳輸電纜線要盡可能采用一條完整（連續(xù)）的屏蔽電纜線。
7.2.5　盡可能將傳輸線裝在金屬導(dǎo)管內(nèi)，但同一導(dǎo)管內(nèi)不得有大功率傳輸?shù)碾娎|（如：一根傳輸電纜輸送的最大功率大于傳感器信號電纜輸送的最小功率的10倍時，不能安裝在同一管內(nèi)）。
7.2.6　外界磁場的變化會在傳感器的檢測器里感應(yīng)出干擾信號，為避免干擾信號的產(chǎn)生可采用下列措施：
　　a.使檢出裝置的軸線與外界磁場的磁通方向相垂直；
　　b.用高導(dǎo)磁材料對傳感器外界磁源進(jìn)行屏蔽，使外界的干擾減少到最小。
7.3　測量流量的計算公式
　　　　　Q=f/ζ_o　(29)
式中：Q——體積流量，L/s；
　　　ζ_o——平均儀表常數(shù)，次/L；
　　　f——顯示儀表的顯示頻率，次/s；
7.4　流量不確定度的計算
　　　　δ_Q=±［φ_k²₊δ_o²_］^½　　　　　　　　(30)
式中：δ_k——渦輪流量計的不確定度；
　　　δ_o——標(biāo)定裝置的不確定度。
7.5　渦輪流量計的標(biāo)定
　　渦輪流量計的標(biāo)定應(yīng)按JJG198的規(guī)定。

8　其他流量儀表
　　凡符合GB3216標(biāo)準(zhǔn)中對流量不確定度要求的其他類型的流量儀表都可使用，但需定期標(biāo)定（一般一年標(biāo)定一次），例如電磁流量計、超聲波流量計等。

　　　　　　　　　　　　　　　　　附　錄　A
　　　　　　　　　　　　　　渦輪流量傳感器的安裝
　　　　　　　　　　　　　　　　?。ㄑa(bǔ)充件）
A1　現(xiàn)場條件
　　傳感器安裝的位置盡量避開溫度高、機(jī)械振動大、磁場干擾強(qiáng)、腐蝕性能強(qiáng)的環(huán)境，選擇易于維修的位置安裝。
A2　管道的安裝
A2.1　傳感器應(yīng)水平安裝。
A2.2　傳感器殼體上的流向標(biāo)志方向與流體流動方向相一致。
A2.3　傳感器的上游側(cè)一般不少于20D長度的直管段或按公式A1計算，下游側(cè)應(yīng)有不小于5D長度的直管段。
　　　　　L=0.35·Ks/λ·D　　　(A1)
式中：L——直管段長度，mm；
　　　D——傳感器的內(nèi)徑，mm；
　　　Ks——旋渦速度比，由傳感器上游側(cè)管路情況決定，見圖A1；
　　　λ——管道內(nèi)摩擦系數(shù)，處于率亂狀態(tài)λ=0.0175。
　　　　　　
　　　　　　(a)傳感器前有同心漸縮管　　　　　　(b)傳感器前有一個直角彎頭
　　　　　　　　　Ks=0.75　　　　　　　　　　　　　　　　　Ks=1.0
　　　　
　　(c)傳感器前在同一平面內(nèi)有兩個直角彎頭　　　　　　(d)傳感器前在不同平面內(nèi)有直角彎頭
　　　　　　　　Ks=1.25　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ks=1.0
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　(e)傳感器前有閥門
　　　　　　　　　　　　　　　　　全開Ks=1；半開Ks=2.5
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖A1
A2.4　傳感器上下游直管段的內(nèi)徑與傳感器的內(nèi)徑相差應(yīng)在傳感器內(nèi)徑的±3%之內(nèi)苦口婆心得超過5mm（兩者取小者）。在傳感器上游10D長度內(nèi)、下游2D長度內(nèi)管道內(nèi)壁應(yīng)清潔，無明顯凹痕、積垢和起皮現(xiàn)象。
A2.5　傳感器的上游應(yīng)裝有能除去流體中各種雜質(zhì)的過濾器，過濾網(wǎng)的目數(shù)為20～60目。
A2.6　傳感器的各類附件安裝時，其中心線都應(yīng)對準(zhǔn)管道中心線，連接處的密封墊不得突入流體內(nèi)。
A2.7　用傳感器測量流量的整個管路的安排應(yīng)能防止氣體進(jìn)入傳感器，如在傳感器上游直管段前安裝消氣器。
A2.8　測量易氣化流體時，在傳感器的下游應(yīng)有必要的背壓以防止出現(xiàn)兩相狀態(tài)。背壓最小值推薦為最大流量時傳感器壓力損失的2倍，并加上最高工作溫度下飽和蒸汽壓力的1.25倍。
A2.9　傳感器應(yīng)采取不致引起過分變形和振動的方式安裝，以盡量減少管道的膨脹和壓縮對傳感器的影響。
A2.10　在新的管道上安裝傳感器時，為避免管路中的雜質(zhì)進(jìn)入傳感器，應(yīng)對管道進(jìn)行清洗，而后再安裝傳感器。
A2.11　需要測量流體的溫度時，應(yīng)在傳感器下游5D的長度外測量。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　附　錄　B
　　　　　　　　　　　　　　　　設(shè)計水堰的參考尺寸
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（參考件）
B1　設(shè)計水堰的參考尺寸見圖B1和表B1。
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖B1　水堰的主要尺寸
　　　　　　　　　　　　　　　　　　表B1　設(shè)計水堰的參考尺寸　　　　　　　　　　　　　m

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　附　錄　C
　　　　　　　　　　　　　　　流量測量不確定度的估算實(shí)例
　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。▍⒖技?br> C1　標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴
　　例：用于水泵試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的體積流量的不確定度估算
　　計算公式：
　　δ_Q/Q=±［(δ_a/a)²+4(β⁴/a)²·(
　　已知：β=0.6，Re=1×10⁵
　　查得：a=1.0290
　　按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：δ_D/D=±0.3%，δ_d/d=±0.05%，δ_a/a=±0.8%
　　若用液柱差壓計測量壓差：則δ_ΔP/ΔP=±1.0%
　　假定密度測量的不確定δ_P1/P1=±0.5%，
　　則δ_Q/Q=±［0.8²+4(0.6⁴/1.029)²·(0.3)²+4(1+0.6⁴/1.029)²·(0.05)²+1/4·0.5²+1/4·1²］^½％
　　　　　=±［0.64+0.0057+0.0127+0.0625+0.25］^½％
　　　　　=0.99％
C2　水堰
　　例1：用直角三角堰測量流量的不確定度的估算
　　計算公式：δ_Q/Q=±［（δ_a/a）²+(δ_tg·φ/2/tg·φ/2)²+2.5²(δ_he/h)²］^½
　　若已知：E=0.30m,h=0.121m,
　　　　　　δ_h=±0.10mm,δ_ho=0.10mm,
　　　　　　b_t=0.44m,δ_bt=±0.50mm,
　　　　　　h_t=0.22m,δ_ht=±1.0mm,
　　　　　　δ_Kh=±0.30mm,δ_a/a=±1.0%，
　　水頭15次測量時標(biāo)準(zhǔn)偏差S_h=0.03mm，
　　則δ_tg·φ/2／tg·φ/2=±100[(1.0/220)²+(0.5/440)²］^½％=±0.47％
　　　δ_he/h=±100[0.10²+0.10²+0.30²+(2×0.03)²］^½／121％
　　　　　=±0.28％　　
　　故δ_Q/Q=±［1.0²+0.47²+6.25×0.28²］^½％=±1.31％
　　例2：用矩形堰或全寬堰測量流量的不確定度的估算
　　計算公式：δ_Q/Q=±［(δ_a/a）²+(δ_be/b)²+1.5²(δ_he/h)²］^½
　　若已知：b=0.30m,E==0.20m,
　　　　　　h=0.08m,δ_Kh=±0.30mm,
　　　　　　δ_Kb=±0.30mm,δ_h=±0.20mm,
　　　　　　δ_ho=±0.30mm,δ_b=±0.50mm,
　　水頭10次測量時標(biāo)準(zhǔn)偏差S_h=0.05mm,δ_a/a=±1.5%，
　　則δ_be/b=±100(0.50²+0.30²)^½／300％=±0.19％，
　　　δ_he/h=±100[0.20²+0.30²+0.30²+(2×0.05)²］^½／80％=±0.6％，
　　　δ_Q/Q=±(0.50²+0.19²+2.25×0.6)²］^½％=±1.76％。
C3　容器
　　例：以容積法測量流量的不確定度的估算
　　計算公式：δ_Q/Q=±［(δ_v/V)²+(δ_t/t)²］^½
　　若已知：δ_v/V=±0.3%,δ_te=±0.5s,δ_tp=±0.1s,
　　五次測量的時間分別為Xi：75.2、75、74.8、74.7、75.3s。
　　　　　　
　　標(biāo)準(zhǔn)偏差
　　　　　　=((0.2²+0.2²+0.3²+0.3²/4)^½=0.26,
　　　　δ_t/t=±100[0.5²+0.1²+(2×0.26)²］^½／75％=±0.97％,
　　故δ_Q/Q=(0.3²+0.97²)^½％=1.02％。

附加說明：
　　本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國機(jī)械電子工業(yè)部提出。
　　本標(biāo)準(zhǔn)由沈陽水泵研究所歸口。
　　本標(biāo)準(zhǔn)由沈陽水泵研究所負(fù)責(zé)起草。
　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人張淑芹。